Фантастика и предсказания изобретений и открытий
Предсказания изобретений и открытий в научной фантастике. Часть 1-я.
Оригинал взят у istanaro в Фантастика и предсказания изобретений и открытий
С подачи losse_alateldo, решил восстановить текст лекции по фантастике, которую я в начале 90-х годов читал школьным учителям. Тема этой лекции -- предсказания изобретений и открытий в НФ. Сегодня выкладываю первую половину.
Как известно, фантастика (и научная, и фэнтези, в том числе сказки) включает в себя немало предсказаний открытий и изобретений - так, предсказывались в свое время фантастикой и возможность построения летательных аппаратов, и телефоны, и подводные лодки, и космические полеты. Впрочем, стоит сказать, что, с одной стороны, художественный образ не всегда был убедителен - так, еще в 30-е годы многие специалисты думали, что едва ли будет возможно построить самолеты, способные поднять более, чем одного-двух пассажиров, а что касается космических полетов, то в качестве доказательства их невозможности экспертами приводилось примерно такое рассуждение: «Даже взрыв самого бризантного из взрывчатых веществ дает лишь одну десятую энергии, необходимой для переноса такой же его массы на Луну». И, как говорил Артур Кларк, это утверждение заставило его смеяться столь сильно, что негодующие посетители библиотеки стали указывать ему на табличку «Соблюдайте тишину», и причины для смеха понятны - во-первых, бризантность (быстрота взрыва) для космического полета совсем не нужна, а во-вторых, сами продукты взрыва вовсе ни к чему тащить с собой на Луну, и это утверждение означает лишь, что перенос одного килограмма полезного груза на Луну потребует десять килограммов топлива. А с другой стороны, немалое количество открытий вовсе не было предвидено в фантастике (не были предвидены ни фотография, ни звукозапись, да в общем-то и телевидение, если не считать сказочных примеров вроде пушкинского зеркала; да и упоминания о всемирной информационной сети появились в фантастике только после того, как появились первые реальные опыты в этой области), и подчас ее герои пользовались весьма быстро устаревшими инструментами и техникой - например, в «Королеве Солнца» Эндрю Нортон герои осуществляют межзвездные полеты, но общаются по-прежнему с использованием радиоволн, которые отправляются в эфир с помощью обычного телеграфного ключа...
Первая проблема, которую анализирует Артур Кларк в своих "Чертах будущего" - это фантастические предсказания относительно транспорта и связи в пределах планеты. Предсказания подобных изобретений в литературе делались самые разные - и широкое распространение сверхлегких летательных аппаратов, рассчитанных на одного-двух человек, и появление круговых дорожек, работающих на принципе эскалаторов (самый изящный пример на эту тему - рассказ Роберта Хайнлайна «Дороги должны катиться»), связывающих между собой большие расстояния, и автомобили с автопилотами, и автомобили на гелиодвигателях, и много что еще. Также верил Кларк и в повсеместное распространение такого вида транспорта, как экранопланы (которые, не слишком сильно уступая самолетам в скорости, гораздо более грузоподьемны - и именно они являются основным дальним транспортным средством в повести Гарри Гаррисона «Ура туннелю под Атлантикой!»). Впрочем, все эти проекты, уже имеющие экспериментальные образцы, теперь вполне могут быть отнесены к категории «ближнего прицела», и их реализация зависит не столько от решений физических и технических, сколько, например, от экономических и практических (сложность и дороговизна эксплуатации, удобство постройки самих аппаратов и необходимой инфраструктуры, удобство управления этими аппаратами и т.д.). Поэтому эти предсказания, вероятно, будут реализовываться в той или иной мере, хотя, возможно, некоторые из этих изобретений не получат широкого распространения в силу того, что им будет труднее конкурировать с традиционными транспортными средствами. К этой же категории «ближнего прицела» относилось и предсказание средства связи, привязанного не к месту, а к человеку, которое можно всегда носить с собой (это предсказывал, например, Георгий Гуревич в повести «Мы из Солнечной системы»), но это изобретение теперь получило повсеместное распространение - это сотовая связь. Стоит заметить, что до первых опытов с компьютерными сетями, предсказания создания сети, подобной Интернету, практически не встречались в НФ.
Перейдем теперь к более экзотическим изобретениям и открытиям, которые пока не имеют экспериментальных прообразов.
Самая главная проблема, особенно впечатлявшая читателей во время, когда были написаны «Черты будущего» (а это конец 1960-х годов) - это, бесспорно, проблема космических полетов. Как говорит Кларк, основные проблемы в этом смысле связаны с тем, что нынешние скорости космических кораблей слишком малы уже по сравнению с межпланетными масштабами (полет к ближайшим планетам должен продолжаться не меньше года), а уж о межзвездных и говорить нечего. Разумеется, опыты с долговременными орбитальными станциями демонстрируют, что человек может находиться в космосе год и более, но... все равно осуществление межпланетного полета современными техническими средствами выглядит не слишком оправданным, ведь такие полеты в силу сложности их осуществления в ближайшее время могут быть лишь одиночными, а значит, о глобальных изменениях жизни на Земле, сравнимых с теми, которые последовали после открытия Америки, мечтать не стоит.
Поэтому осмысленно было бы говорить о возможности изобретения космических кораблей, использующих двигатели, построенные на другом, не химическом принципе. В этом качестве чаще всего рассматриваются электромагнитные двигатели, в которых, согласно встречавшимся проектам, скорость истекающих частиц (заряженных ионов, получивших скорость благодаря использованию ускорителя) - порядка тысяч километров в секунду, а значит, и скорость корабля должна быть примерно такого же порядка. Этого было бы уже вполне достаточно для перелетов по крайней мере в пределах Солнечной системы. Поэтому, если бы удалось решить проблему заселения ближайших планет (да, конечно, она весьма сложна - ведь подходящую для человеческой жизнедеятельности атмосферу создавать пришлось бы очень долго, а иначе речь шла бы о постоянном нахождении в поселениях, которые не слишком отличаются от космических кораблей - ведь они были бы полностью герметичны, а значит, изолированы от окружающей среды, и поселенцы выходили бы из них на работу, как в открытый космос, и, естественно, такие условия особо комфортными не назовешь - впрочем, точно так же должна выглядеть и предлагаемая в некоторых проектах колонизация морского дна), то электромагнитный двигатель был бы весьма адекватной силовой установкой для космических кораблей, осуществляющих перевозки между заселенными планетами Солнечной системы.
К теме двигателей мы еще вернемся, а пока поговорим о возможных культурных последствиях заселения планет. Да, именно культурных. Ведь столь резкие изменения неминуемо должны нести новые веяния в культуру - и именно тем фактом, что слишком мало было известных земель, мы обязаны мифами о странных существах, вошедшими в «Илиаду» и «Одиссею», а невероятный взлет западноевропейской культуры в 16-17 веках не может быть рассмотрен вне контекста Великих географических открытий (впрочем, здесь нельзя сбрасывать со счетов экстравертность западноевропейской культуры, из которой естественно следует тот факт, что в ней ключевым является образ рыцаря, паладина, первопроходца) - как говорит Кларк, «Когда народы открывают новые рубежи, появляются Гомер и Шекспир, а если взять примеры менее «олимпийских» масштабов и ближе к нашим временам - Мелвилл, Марк Твен и Джозеф Конрад. Когда открывать больше нечего, приходит время появиться битникам. И Теннесси Уильямсу. И еще Марселю Прусту, чей горизонт в конце жизни был ограничен комнатой со стенами, обитыми пробкой. Если бы Льюис Кэрролл жил в наше время, он бы, наверно, вместо «Алисы в стране чудес» создал «Лолиту»». Поэтому вполне вероятно, что распространение человечества на другие планеты совпадет с новым пассионарным толчком и культурным взлетом. Конечно, стоит отметить, что (как пишет Брайан Олдисс в «Мечте миллиарда лет») реакция многих американских фантастов (кроме Пола Андерсона, радость которого естественно соотносима с тем, что он Дон Кихот по типу) на высадку человека на Луне была весьма сдержанной, а то и скептичной, но это и понятно - во-первых, никакого пассионарного подьема уже давно не наблюдалось, во-вторых, в это время шла война во Вьетнаме, отнюдь не благоприятствовавшая оптимистичным выводам о будущем человечества. Поэтому для того, чтобы освоение планет было успешным, должны сойтись развитая технология и соответствующее состояние человеческого духа, и так и вспоминаются Евангельские слова: «без Меня не можете делать ничего» (Ин 15, 4-5).
Впрочем, что касается Солнечной системы, то самыми перспективными обьектами для заселения были бы Луна, Марс и, вероятно, некоторые спутники планет: у самих планет-гигантов, возможно, нет ярко выраженной твердой поверхности, вдобавок, очень высока гравитация. В общем-то не так уж много. Поэтому встает вопрос (и мечтания его подсказывают): а как насчет возможности полета к другим звездным системам? И основной вопрос - о транспорте, который мог бы осуществить такое перемещение.
Самый часто упоминаемый в фантастике проект межзвездного корабля (это и «Люди как боги» Снегова, и «Стажеры» Стругацких, и «Путешествие длиной в век» Тендрякова, и много что еще) - это, бесспорно, фотонная ракета. Принцип действия фотонной ракеты очень прост - в качестве истекающих частиц, двигающих ракету за счет реактивной силы, используется свет, получаемый за счет аннигиляции вещества и антивещества, и это, конечно же, дает возможность разогнать ракету до скорости, сколь угодно близкой к скорости света (с околосветовой скоростью, хоть и достигаемой на основе не реактивной силы, а не обьясненного автором принципа «космического магнетизма», перемещается и Земля в карсаковском «Бегстве Земли»). В результате полет к ближайшим звездам и возврат назад вполне может быть осуществлен в течение жизни экипажа (сценарий «корабля поколений», где на корабле рождаются и умирают многие поколения, как в «Пасынках Вселенной» Хайнлайна, «Поколении, достигшем цели» Саймака или «Беспосадочном полете» Олдисса, явно хуже, по той причине, что никто из отправившихся в полет своей цели совершенно точно не достигнет, а это приводит к ярко прописанным в этих книгах этическим трудностям).
Более того, если приблизиться к скорости света достаточно сильно, то за счет релятивистского замедления времени экипаж может достичь в течение своей жизни и очень далеких звезд. Впрочем, не говоря о том, что количество необходимого топлива экспоненциально растет с ростом длительности полета (по часам экипажа), это приводит к тому, что к далеким звездам должна лететь целая популяция, заранее готовая к полностью самостоятельной жизни и к тому, что она никогда не вернется в тот мир, каким он был до отлета - ведь хотя для экипажа пройдут лишь годы, на Земле пройдут сотни и тысячи лет, а если лететь дальше, то и еще больше (предельным случаем является «Тау Ноль» Пола Андерсона, где в течение полета корабля умирает и рождается заново вся Вселенная). Поэтому описанные в литературе «галактические империи» в этом случае представляются весьма нереальны - ведь жизнь на таких масштабах должна течь слишком медленно.
Есть ли выход? Естественно, фантастика не могла не придумать его. Действительно, возьмем обычный лист бумаги и нарисуем на нем две точки достаточно далеко друг от друга. Дистанция между точками будет весьма велика по масштабам листа. Но... сложим лист так, чтобы эти две точки оказались для нас достаточно близко (а мы находимся, конечно, вне плоскости листа) - и тогда расстояние между этими точками уменьшится очень сильно! С точки зрения геометрии этот трюк построен на том, что пространство (то есть лист) «искривляется» очень сильно, и, выйдя в его дополнительное измерение, то есть измерение, перпендикулярное листу, мы увидим, что между двумя точками теперь пролегает очень маленькое расстояние. Поэтому, если бы мы могли каким-то образом «искривлять» наше пространство, а потом выходить за его пределы, мы были бы способны перемещаться между любыми точками нашего пространства со сверхсветовой скоростью - разумеется, по часам внешнего наблюдателя; нам же будет казаться, что мы преодолели это расстояние с досветовой скоростью, не нарушая, таким образом, принципов специальной теории относительности. Однако, наш путь в этом случае проходил бы через пространство с дополнительными измерениями, в котором наше пространство плавает наподобие листа бумаги - и это пространство по устоявшейся в фантастике традиции называется гиперпространством (в «Чертах будущего» эта схема упоминается лишь в финальной таблице, но не анализируется в тексте книги).
В фантастике именно эта схема получила наибольшее распространение. Вспоминаются и «Пришельцы ниоткуда» Франсиса Карсака, где цивилизации иссов и синзунов освоили столь дальние полеты именно благодаря тому, что им стали ведомы свойства гиперпространства, в котором «не происходит ничего» (ведь заселено людьми именно обычное пространство), и «Астронавт Джонс» Хайнлайна, где упоминаются злоключения главных героев, связанные с тем, что координаты точки, в которую должен переместиться корабль после перехода через гиперпространство, весьма трудно вычислить, что сильно повышает риск ошибки, способной потянуть за собой новые ошибки (собственно, с подобной проблемой сталкивается и Акейон в «Пришельцах ниоткуда»). Вспоминается и Мир Полудня братьев Стругацких, где переход через гиперпространство (нуль-переход) стал основным способом передвижения. Вспоминается, конечно же, и «Стар Трек», давший основу самой первой популярной компьютерной игре того же названия, распространившейся в 1980-е годы.
Однако, встает естественный вопрос - а насколько это осмыслено с точки зрения существующих научных гипотез? И оказывается, что такие гипотезы вполне себе существуют. Идея, что у пространства есть дополнительные измерения (extra dimensions), сейчас очень бурно обсуждается, причем если по одним гипотезам эти дополнительные измерения должны иметь малый размер, порядка планковской длины, то по другим - это прежде всего концепция Рандалл и Сундрума - наша Вселенная вложена в пространство размерности большей на единицу, причем в этом большем пространстве из фундаментальных взаимодействий может распространяться только гравитация (и поэтому в некотором смысле в нем тоже «ничего не происходит»), и, более того, развитие «нашей» Вселенной началось с того, что когда-то давно она столкнулась с другим подобным пространством (такое пространство получило название «брана», от слова «мембрана»), и выделившаяся энергия способствовала началу процессов образования структур в «нашей» Вселенной - эта концепция получила название «вспыхивающей» (ekpyrotic) Вселенной и рассматривается иногда как альтернатива концепции Большого Взрыва. А если принять, что кривизна нашей Вселенной все же не ноль, то о выходе в дополнительное измерение, хотя бы с целью «сокращения пути», говорить вполне можно. Впрочем, эта идея «искривления пространства» получила во вполне научной литературе развитие и вне контекста бран - достаточно много шума наделала появившаяся в 1994 году статья Алкубьера о «гиперпространственной тяге», опубликованная в таком серьезном журнале, как Classical and Quantum Gravity. Желающие могут ознакомиться с ней здесь: http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0009/0009013v1.pdf. Другое дело, что для этого требуется экзотическая материя, но... и антивещество, которого требует «обычная» фотонная ракета, тоже весьма экзотично (заметим, что принцип, на котором работает алкубьеровский двигатель - расширение пространства за кораблем и сжатие перед ним - естественно ассоциируется с «пожиранием пространства» из романа Снегова «Люди как боги»). Конечно, алкубьеровское решение многие восприняли как своего рода интеллектуальную игру, но не игрой ли были и многие идеи, ставшие теперь основой современных технологий? Стоит отметить, что встречается гиперпространство и в фэнтези - достаточно вспомнить серию Маккеффри о всадниках драконов, правда, там гиперпространство (называемое Промежутком) используется согласно вполне фэнтезийному принципу «ты можешь попасть в место, которое представил себе» (что, как нетрудно заметить, принципиально не исключает возможности выхода всадников за пределы Перна - в свое время автор этих строк задавал этот вопрос Маккеффри, и она ответила, что единственная трудность связана с тем, что всадники, не бывавшие вне Перна, могут представить себе любое место вне его лишь очень приблизительно - в ответ на что напрашивается вывод, при достаточном воображении такое путешествие вполне возможно).
Оригинал взят у istanaro в Фантастика и предсказания изобретений и открытий
С подачи losse_alateldo, решил восстановить текст лекции по фантастике, которую я в начале 90-х годов читал школьным учителям. Тема этой лекции -- предсказания изобретений и открытий в НФ. Сегодня выкладываю первую половину.
Как известно, фантастика (и научная, и фэнтези, в том числе сказки) включает в себя немало предсказаний открытий и изобретений - так, предсказывались в свое время фантастикой и возможность построения летательных аппаратов, и телефоны, и подводные лодки, и космические полеты. Впрочем, стоит сказать, что, с одной стороны, художественный образ не всегда был убедителен - так, еще в 30-е годы многие специалисты думали, что едва ли будет возможно построить самолеты, способные поднять более, чем одного-двух пассажиров, а что касается космических полетов, то в качестве доказательства их невозможности экспертами приводилось примерно такое рассуждение: «Даже взрыв самого бризантного из взрывчатых веществ дает лишь одну десятую энергии, необходимой для переноса такой же его массы на Луну». И, как говорил Артур Кларк, это утверждение заставило его смеяться столь сильно, что негодующие посетители библиотеки стали указывать ему на табличку «Соблюдайте тишину», и причины для смеха понятны - во-первых, бризантность (быстрота взрыва) для космического полета совсем не нужна, а во-вторых, сами продукты взрыва вовсе ни к чему тащить с собой на Луну, и это утверждение означает лишь, что перенос одного килограмма полезного груза на Луну потребует десять килограммов топлива. А с другой стороны, немалое количество открытий вовсе не было предвидено в фантастике (не были предвидены ни фотография, ни звукозапись, да в общем-то и телевидение, если не считать сказочных примеров вроде пушкинского зеркала; да и упоминания о всемирной информационной сети появились в фантастике только после того, как появились первые реальные опыты в этой области), и подчас ее герои пользовались весьма быстро устаревшими инструментами и техникой - например, в «Королеве Солнца» Эндрю Нортон герои осуществляют межзвездные полеты, но общаются по-прежнему с использованием радиоволн, которые отправляются в эфир с помощью обычного телеграфного ключа...
Первая проблема, которую анализирует Артур Кларк в своих "Чертах будущего" - это фантастические предсказания относительно транспорта и связи в пределах планеты. Предсказания подобных изобретений в литературе делались самые разные - и широкое распространение сверхлегких летательных аппаратов, рассчитанных на одного-двух человек, и появление круговых дорожек, работающих на принципе эскалаторов (самый изящный пример на эту тему - рассказ Роберта Хайнлайна «Дороги должны катиться»), связывающих между собой большие расстояния, и автомобили с автопилотами, и автомобили на гелиодвигателях, и много что еще. Также верил Кларк и в повсеместное распространение такого вида транспорта, как экранопланы (которые, не слишком сильно уступая самолетам в скорости, гораздо более грузоподьемны - и именно они являются основным дальним транспортным средством в повести Гарри Гаррисона «Ура туннелю под Атлантикой!»). Впрочем, все эти проекты, уже имеющие экспериментальные образцы, теперь вполне могут быть отнесены к категории «ближнего прицела», и их реализация зависит не столько от решений физических и технических, сколько, например, от экономических и практических (сложность и дороговизна эксплуатации, удобство постройки самих аппаратов и необходимой инфраструктуры, удобство управления этими аппаратами и т.д.). Поэтому эти предсказания, вероятно, будут реализовываться в той или иной мере, хотя, возможно, некоторые из этих изобретений не получат широкого распространения в силу того, что им будет труднее конкурировать с традиционными транспортными средствами. К этой же категории «ближнего прицела» относилось и предсказание средства связи, привязанного не к месту, а к человеку, которое можно всегда носить с собой (это предсказывал, например, Георгий Гуревич в повести «Мы из Солнечной системы»), но это изобретение теперь получило повсеместное распространение - это сотовая связь. Стоит заметить, что до первых опытов с компьютерными сетями, предсказания создания сети, подобной Интернету, практически не встречались в НФ.
Перейдем теперь к более экзотическим изобретениям и открытиям, которые пока не имеют экспериментальных прообразов.
Самая главная проблема, особенно впечатлявшая читателей во время, когда были написаны «Черты будущего» (а это конец 1960-х годов) - это, бесспорно, проблема космических полетов. Как говорит Кларк, основные проблемы в этом смысле связаны с тем, что нынешние скорости космических кораблей слишком малы уже по сравнению с межпланетными масштабами (полет к ближайшим планетам должен продолжаться не меньше года), а уж о межзвездных и говорить нечего. Разумеется, опыты с долговременными орбитальными станциями демонстрируют, что человек может находиться в космосе год и более, но... все равно осуществление межпланетного полета современными техническими средствами выглядит не слишком оправданным, ведь такие полеты в силу сложности их осуществления в ближайшее время могут быть лишь одиночными, а значит, о глобальных изменениях жизни на Земле, сравнимых с теми, которые последовали после открытия Америки, мечтать не стоит.
Поэтому осмысленно было бы говорить о возможности изобретения космических кораблей, использующих двигатели, построенные на другом, не химическом принципе. В этом качестве чаще всего рассматриваются электромагнитные двигатели, в которых, согласно встречавшимся проектам, скорость истекающих частиц (заряженных ионов, получивших скорость благодаря использованию ускорителя) - порядка тысяч километров в секунду, а значит, и скорость корабля должна быть примерно такого же порядка. Этого было бы уже вполне достаточно для перелетов по крайней мере в пределах Солнечной системы. Поэтому, если бы удалось решить проблему заселения ближайших планет (да, конечно, она весьма сложна - ведь подходящую для человеческой жизнедеятельности атмосферу создавать пришлось бы очень долго, а иначе речь шла бы о постоянном нахождении в поселениях, которые не слишком отличаются от космических кораблей - ведь они были бы полностью герметичны, а значит, изолированы от окружающей среды, и поселенцы выходили бы из них на работу, как в открытый космос, и, естественно, такие условия особо комфортными не назовешь - впрочем, точно так же должна выглядеть и предлагаемая в некоторых проектах колонизация морского дна), то электромагнитный двигатель был бы весьма адекватной силовой установкой для космических кораблей, осуществляющих перевозки между заселенными планетами Солнечной системы.
К теме двигателей мы еще вернемся, а пока поговорим о возможных культурных последствиях заселения планет. Да, именно культурных. Ведь столь резкие изменения неминуемо должны нести новые веяния в культуру - и именно тем фактом, что слишком мало было известных земель, мы обязаны мифами о странных существах, вошедшими в «Илиаду» и «Одиссею», а невероятный взлет западноевропейской культуры в 16-17 веках не может быть рассмотрен вне контекста Великих географических открытий (впрочем, здесь нельзя сбрасывать со счетов экстравертность западноевропейской культуры, из которой естественно следует тот факт, что в ней ключевым является образ рыцаря, паладина, первопроходца) - как говорит Кларк, «Когда народы открывают новые рубежи, появляются Гомер и Шекспир, а если взять примеры менее «олимпийских» масштабов и ближе к нашим временам - Мелвилл, Марк Твен и Джозеф Конрад. Когда открывать больше нечего, приходит время появиться битникам. И Теннесси Уильямсу. И еще Марселю Прусту, чей горизонт в конце жизни был ограничен комнатой со стенами, обитыми пробкой. Если бы Льюис Кэрролл жил в наше время, он бы, наверно, вместо «Алисы в стране чудес» создал «Лолиту»». Поэтому вполне вероятно, что распространение человечества на другие планеты совпадет с новым пассионарным толчком и культурным взлетом. Конечно, стоит отметить, что (как пишет Брайан Олдисс в «Мечте миллиарда лет») реакция многих американских фантастов (кроме Пола Андерсона, радость которого естественно соотносима с тем, что он Дон Кихот по типу) на высадку человека на Луне была весьма сдержанной, а то и скептичной, но это и понятно - во-первых, никакого пассионарного подьема уже давно не наблюдалось, во-вторых, в это время шла война во Вьетнаме, отнюдь не благоприятствовавшая оптимистичным выводам о будущем человечества. Поэтому для того, чтобы освоение планет было успешным, должны сойтись развитая технология и соответствующее состояние человеческого духа, и так и вспоминаются Евангельские слова: «без Меня не можете делать ничего» (Ин 15, 4-5).
Впрочем, что касается Солнечной системы, то самыми перспективными обьектами для заселения были бы Луна, Марс и, вероятно, некоторые спутники планет: у самих планет-гигантов, возможно, нет ярко выраженной твердой поверхности, вдобавок, очень высока гравитация. В общем-то не так уж много. Поэтому встает вопрос (и мечтания его подсказывают): а как насчет возможности полета к другим звездным системам? И основной вопрос - о транспорте, который мог бы осуществить такое перемещение.
Самый часто упоминаемый в фантастике проект межзвездного корабля (это и «Люди как боги» Снегова, и «Стажеры» Стругацких, и «Путешествие длиной в век» Тендрякова, и много что еще) - это, бесспорно, фотонная ракета. Принцип действия фотонной ракеты очень прост - в качестве истекающих частиц, двигающих ракету за счет реактивной силы, используется свет, получаемый за счет аннигиляции вещества и антивещества, и это, конечно же, дает возможность разогнать ракету до скорости, сколь угодно близкой к скорости света (с околосветовой скоростью, хоть и достигаемой на основе не реактивной силы, а не обьясненного автором принципа «космического магнетизма», перемещается и Земля в карсаковском «Бегстве Земли»). В результате полет к ближайшим звездам и возврат назад вполне может быть осуществлен в течение жизни экипажа (сценарий «корабля поколений», где на корабле рождаются и умирают многие поколения, как в «Пасынках Вселенной» Хайнлайна, «Поколении, достигшем цели» Саймака или «Беспосадочном полете» Олдисса, явно хуже, по той причине, что никто из отправившихся в полет своей цели совершенно точно не достигнет, а это приводит к ярко прописанным в этих книгах этическим трудностям).
Более того, если приблизиться к скорости света достаточно сильно, то за счет релятивистского замедления времени экипаж может достичь в течение своей жизни и очень далеких звезд. Впрочем, не говоря о том, что количество необходимого топлива экспоненциально растет с ростом длительности полета (по часам экипажа), это приводит к тому, что к далеким звездам должна лететь целая популяция, заранее готовая к полностью самостоятельной жизни и к тому, что она никогда не вернется в тот мир, каким он был до отлета - ведь хотя для экипажа пройдут лишь годы, на Земле пройдут сотни и тысячи лет, а если лететь дальше, то и еще больше (предельным случаем является «Тау Ноль» Пола Андерсона, где в течение полета корабля умирает и рождается заново вся Вселенная). Поэтому описанные в литературе «галактические империи» в этом случае представляются весьма нереальны - ведь жизнь на таких масштабах должна течь слишком медленно.
Есть ли выход? Естественно, фантастика не могла не придумать его. Действительно, возьмем обычный лист бумаги и нарисуем на нем две точки достаточно далеко друг от друга. Дистанция между точками будет весьма велика по масштабам листа. Но... сложим лист так, чтобы эти две точки оказались для нас достаточно близко (а мы находимся, конечно, вне плоскости листа) - и тогда расстояние между этими точками уменьшится очень сильно! С точки зрения геометрии этот трюк построен на том, что пространство (то есть лист) «искривляется» очень сильно, и, выйдя в его дополнительное измерение, то есть измерение, перпендикулярное листу, мы увидим, что между двумя точками теперь пролегает очень маленькое расстояние. Поэтому, если бы мы могли каким-то образом «искривлять» наше пространство, а потом выходить за его пределы, мы были бы способны перемещаться между любыми точками нашего пространства со сверхсветовой скоростью - разумеется, по часам внешнего наблюдателя; нам же будет казаться, что мы преодолели это расстояние с досветовой скоростью, не нарушая, таким образом, принципов специальной теории относительности. Однако, наш путь в этом случае проходил бы через пространство с дополнительными измерениями, в котором наше пространство плавает наподобие листа бумаги - и это пространство по устоявшейся в фантастике традиции называется гиперпространством (в «Чертах будущего» эта схема упоминается лишь в финальной таблице, но не анализируется в тексте книги).
В фантастике именно эта схема получила наибольшее распространение. Вспоминаются и «Пришельцы ниоткуда» Франсиса Карсака, где цивилизации иссов и синзунов освоили столь дальние полеты именно благодаря тому, что им стали ведомы свойства гиперпространства, в котором «не происходит ничего» (ведь заселено людьми именно обычное пространство), и «Астронавт Джонс» Хайнлайна, где упоминаются злоключения главных героев, связанные с тем, что координаты точки, в которую должен переместиться корабль после перехода через гиперпространство, весьма трудно вычислить, что сильно повышает риск ошибки, способной потянуть за собой новые ошибки (собственно, с подобной проблемой сталкивается и Акейон в «Пришельцах ниоткуда»). Вспоминается и Мир Полудня братьев Стругацких, где переход через гиперпространство (нуль-переход) стал основным способом передвижения. Вспоминается, конечно же, и «Стар Трек», давший основу самой первой популярной компьютерной игре того же названия, распространившейся в 1980-е годы.
Однако, встает естественный вопрос - а насколько это осмыслено с точки зрения существующих научных гипотез? И оказывается, что такие гипотезы вполне себе существуют. Идея, что у пространства есть дополнительные измерения (extra dimensions), сейчас очень бурно обсуждается, причем если по одним гипотезам эти дополнительные измерения должны иметь малый размер, порядка планковской длины, то по другим - это прежде всего концепция Рандалл и Сундрума - наша Вселенная вложена в пространство размерности большей на единицу, причем в этом большем пространстве из фундаментальных взаимодействий может распространяться только гравитация (и поэтому в некотором смысле в нем тоже «ничего не происходит»), и, более того, развитие «нашей» Вселенной началось с того, что когда-то давно она столкнулась с другим подобным пространством (такое пространство получило название «брана», от слова «мембрана»), и выделившаяся энергия способствовала началу процессов образования структур в «нашей» Вселенной - эта концепция получила название «вспыхивающей» (ekpyrotic) Вселенной и рассматривается иногда как альтернатива концепции Большого Взрыва. А если принять, что кривизна нашей Вселенной все же не ноль, то о выходе в дополнительное измерение, хотя бы с целью «сокращения пути», говорить вполне можно. Впрочем, эта идея «искривления пространства» получила во вполне научной литературе развитие и вне контекста бран - достаточно много шума наделала появившаяся в 1994 году статья Алкубьера о «гиперпространственной тяге», опубликованная в таком серьезном журнале, как Classical and Quantum Gravity. Желающие могут ознакомиться с ней здесь: http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0009/0009013v1.pdf. Другое дело, что для этого требуется экзотическая материя, но... и антивещество, которого требует «обычная» фотонная ракета, тоже весьма экзотично (заметим, что принцип, на котором работает алкубьеровский двигатель - расширение пространства за кораблем и сжатие перед ним - естественно ассоциируется с «пожиранием пространства» из романа Снегова «Люди как боги»). Конечно, алкубьеровское решение многие восприняли как своего рода интеллектуальную игру, но не игрой ли были и многие идеи, ставшие теперь основой современных технологий? Стоит отметить, что встречается гиперпространство и в фэнтези - достаточно вспомнить серию Маккеффри о всадниках драконов, правда, там гиперпространство (называемое Промежутком) используется согласно вполне фэнтезийному принципу «ты можешь попасть в место, которое представил себе» (что, как нетрудно заметить, принципиально не исключает возможности выхода всадников за пределы Перна - в свое время автор этих строк задавал этот вопрос Маккеффри, и она ответила, что единственная трудность связана с тем, что всадники, не бывавшие вне Перна, могут представить себе любое место вне его лишь очень приблизительно - в ответ на что напрашивается вывод, при достаточном воображении такое путешествие вполне возможно).